Cuando consumimos un medicamento por lo general obtenemos alivio; sin embargo, los efectos secundarios de nuestro bienestar los padecen los ecosistemas acuáticos, la fauna y posiblemente los mismos seres humanos.

Los compuestos químicos de productos farmacéuticos como antibióticos, analgésicos, antiinflamatorios y estimulantes están presentes en fuentes de agua superficiales como ríos y estuarios del país. Adicionalmente, se pueden encontrar compuestos de productos de uso personal, entre estos jabones antibacteriales y cremas depilatorias. Sin embargo, aun esta por determinarse si algunos de estos residuos podrían ser una amenaza potencial y afectar la fauna y la salud humana, debido a que su presencia es nueva para la naturaleza.

Este es uno de los principales hallazgos del estudio pionero en América Latina Presencia de sustancias de uso farmacéutico, veterinario y cuidado personal en aguas superficiales de Costa Rica, el cual tenía como objetivo diagnosticar la calidad del agua con base en la evaluación de la presencia de residuos de dichas sustancias.

La identificación de este tipo de sustancias se clasifica como una “contaminación emergente”, ya que los efectos definitivos que estos compuestos pueden tener en los organismos vivos, incluidos los humanos, se conocerán en los próximos años, debido a que este es un campo muy novedoso para la ciencia. Sin embargo, en el presente ya se registran datos de algunas consecuencias en la fauna marina, producto de otros compuestos presentes en muy bajas concentraciones. Por ejemplo, estas sustancias pueden actuar como disruptores endocrinos; es decir, provocar cambios hormonales que se pueden manifestar en el cambio de sexo de ciertos organismos, tal como fue descubierto en un caracol del puerto de Caldera años atrás. A la vez, algunos compuestos se asocian con el desarrollo de resistencia de las bacterias a los tratamientos con antibióticos.

Este primer diagnóstico forma parte de un esfuerzo continuado de la UCR durante la última década para estudiar la contaminación de los ecosistemas acuáticos del país con distintos tipos de sustancias, tanto químicas como orgánicas (ver recuadro).

La investigación fue realizada por un equipo multidisciplinario de científicos de la Universidad de Costa Rica (UCR): Centro de Investigaciones en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR), el Centro de Investigaciones en Contaminación Ambiental (CICA), el Centro de Investigaciones en Productos Naturales (Ciprona) y la Escuela de Química.

Además colaboró el Departamento de Tierra, Ciencias Ecológicas y Ciencias Ambientales de la Universidad de Toledo, Ohio,  Estados Unidos.

Entre los especialistas que participaron en la investigación se encuentran biólogos, oceanógrafos químicos, biólogos marinos y limnólogos  y geoquímicos. Ellos son el M.Sc Jenaro Acuña González, el Dr. José Vargas Zamora y Manuel María Murillo Castro, el M.Sc. Gerardo Umaña Villalobos, y los técnicos de laboratorio Lic. Eddy Gómez Ramírez y Lic. Greivin Pérez.  Por último, la Dra. Alison L. Spongberg y el técnico Jason D. Witter, de la Universidad de Toledo.

DIFÍCIL DETECCIÓN

La investigación comprendió el análisis de 86 muestras de agua provenientes de diferentes fuentes de agua de Puntarenas, Limón, Guanacaste, golfo Dulce, Ciudad Quesada y Cartago. Se pretendía detectar 34 moléculas presentes en 16 clases de productos farmacéuticos y de cuidado personal, entre estos: antibióticos, analgésicos, antiinflamatorios, estimulantes, antiepilépticos, anticonvulsionantes, antidepresivos y fármacos para regular los triglicéridos y la presión arterial.

Uno de los principales retos que hubo que enfrentar es que los compuestos en estudio se encuentran en concentraciones de millonésimas de mililitro en las muestras de agua, al punto que ni siquiera son perceptibles a la vista ni al olfato y, por lo tanto, “no sor percibidos como los contaminantes comunes, explicó el biólogo marino Dr. José Vargas. Es por ello que se miden en picogramos por litro (100-300 x 10^-12 mol/µL), lo que significa que se necesitaría depositar menos de una gota de líquido en una piscina olímpica, cuya capacidad es de 2 500 000 litros, para lograr una proporción similar.

Vargas expresó que estas sustancias están tan diluidas en el agua que hace unos pocos años se creía que se destruían, pero las pocas investigaciones realizadas en los últimos cinco años demuestran que no se degradan y están presentes en el ambiente.

Los investigadores identificaron las moléculas con la ayuda de instrumentos analíticos de última generación en la Universidad de Toledo y que recientemente han sido instalados en la UCR, como el cromatógrafo de líquidos de ultra resolución, que consiste en un equipo que separa las diversas sustancias de una muestra para identificarlas y cuantificarlas.

Cada molécula se analizó de acuerdo con su estructura y masa molecular, para confirmar la presencia de las diferentes sustancias estudiadas. Luego, los compuestos identificados se compararon con patrones o muestras de compuestos puros para poder medir los niveles de concentración en el agua.

Entre los resultados, de las 34 moléculas estudiadas se detectó la presencia de 27 compuestos químicos en las muestras de agua analizadas. Según el oceanógrafo químico don Jenaro Acuña, no se puede asegurar que las siete moléculas restantes no estuvieran presentes en las fuentes de agua, pues el alcance de medición del equipo tendría que ser mayor para descartar su presencia con certeza.

De acuerdo con el estudio, los compuestos encontrados con mayor frecuencia fueron la doxiciclina (compuesto antibiótico), sulfadimetoxina (antibiótico), ácido salicílico (común en las cremas depilatorias), triclosán (en jabones antibacteriales) y cafeína (residuo resultante de la ingestión de café). También se detectó en algunas muestras la sulfametacina, que es un compuesto usado en productos veterinarios.

En cuanto a las tendencias geográficas, la investigación mostró que en las muestras de agua de la zona de El Molino de Cartago aparecieron 14 de las 34 moléculas analizadas, siendo las predominantes la doxiciclina, gemfibrozil (utilizado para reducir el colesterol y otras grasas de la sangre) y ketoprofén (antiinflamatorio). En contraste, Golfito fue la región que tenía las concentraciones menores de los compuestos estudiados.

¿CÓMO LLEGAN A LAS FUENTES DE AGUA?

Actualmente hay un uso generalizado de productos farmacéuticos y de productos de cuidado personal en todo el mundo y Costa Rica no es la excepción.

A juicio de los especialistas, el principal problema radica en los residuos que quedan en el ambiente natural producto de su uso y abuso en muchos casos.

Un ejemplo de esto ocurre con el consumo de los antibióticos, ya que el ser humano solamente absorbe alrededor de un 10% del medicamento y excreta el otro 90%, lo que inevitablemente va a las fuentes de agua superficiales a través de las aguas servidas.

Acuña afirmó que las moléculas que componen este tipo de productos son muy resistentes a las rupturas químicas, lo que hace que su degradación en el ambiente sea lenta y sus efectos aún no se conozcan del todo. Por lo tanto, detalló, los compuestos pueden sufrir oxidaciones y transformarse en otras formas químicas, pero no desaparecen del medio ambiente. Tampoco se han desarrollado métodos efectivos que permitan filtrar estas sustancias del agua, sin que esto implique agregar químicos adicionales.

La principal recomendación para mitigar esta contaminación emergente es la utilización racional de los productos farmacéuticos, lo que implica un mayor control de la prescripción de medicamentos y la eliminación de los productos vencidos, indicó el científico. Además, se deben proteger especialmente de este tipo de sustancias las fuentes de agua que sean para consumo humano.

El equipo de investigación considera que los resultados de este estudio están en una fase preliminar; sin embargo, son claros en cuanto a la presencia de residuos de productos farmacéuticos y de cuidado personal en las fuentes de agua superficiales. En la siguiente etapa se contempla el estudio del posible  impacto de estas sustancias en los seres vivos.

Otros estudios sobre contaminación

Desde su creación en 1979, el Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR) de la UCR efectúa estudios sobre contaminación acuática y sus implicaciones biológicas en las costas y mares del país, así como en los ríos, lagos y estuarios.

Entre estas investigaciones destacan las relacionadas con el impacto de sustancias químicas, como el petróleo, mediante el análisis de residuos de alquitrán y de moléculas de hidrocarburos presentes en el agua, que no son visibles al ojo humano.

Asimismo, se ha indagado acerca de la existencia de metales pesados (metales traza) en los mares y en los sedimentos costeros, ya que estos metales causan serios problemas metabólicos y hormonales a los organismos marinos, al igual que plaguicidas organoclorados y bifelinos policlorados (PCB). Estos últimos compuestos son controvertidos debido a su alta toxicidad y a los efectos dañinos en el medio ambiente y en los seres vivos. Dentro de los PCB se encuentran sustancias químicas, como algunas presentes en la pintura de los barcos y algunos plásticos, que actúan como disruptores endocrinos y pueden provocar manifestaciones fisiológicas y fenotípicas en ciertos organismos marinos.

También el CIMAR ha orientado sus investigaciones al estudio en torno a la distribución de nutrimentos marinos (sustancias fertilizantes en los mares), así como de bacterias coliformes y la presencia y cantidad de desechos sólidos en las playas y costas. Recientemente, empezó a investigar la calidad de agua de algunas cuencas hidrográficas mediante un programa de monitoreo de larvas de insectos acuáticos. En ciertas familias de insectos, sus larvas son acuáticas y muestran grados de tolerancia diferentes dependiendo de qué tan contaminado esté un río y del tipo de contaminación.

Según los especialistas, esta es una herramienta que proporciona información biológica muy rica y rápida y es complementaria a las determinaciones químicas de la calidad del agua.

Por último, desde hace poco más de un año el CIMAR está investigando la presencia de antibióticos en ríos, especialmente del Valle Central.

Los estudios realizados han sido publicados desde el 2004 en varios suplementos especiales de la Revista de Biología Tropical de la UCR.

Compuestos químicos con concentraciones más altas

Fuente: M.Sc. Jenaro Acuña. Investigador del Cimar-UCR.